Geología de la Región Sureste de México (Hojas Villahermosa y Mérida)

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4. Geología de la Región Sureste de México

4. 1. General idades

Para la descripción de la reglan sureste de México se han elegido los siguientes limi­tes al oeste, el istmo de Tehuantepec, al nor· te, el litoral del golfo d e Mexico y al sur, el litoral del Pacifico La reqión incluye las provincias fislograficas de las sierras de Chia· pas, la Cord ¡llera Centroamericana , la pe­nfnsula de .Yucatán y el extremo oriental de la Llanura Costera del 001 f o Sur (ver F ig. 1 1)

El clima en esta reglón var ¡a e temp lado y semicálido en las partes altas de la SI rra de Soconusco y Sierras de Chiapas a cálida en las llanuras costeras del Golfo y del pacifi­co, asi como en la depresión central de Chia­pas. En esta última lona las climas son g,¡bhúmedos. a diferencia de las llanuras costeras donde son genera lm ente húmooos­En la península de Yucatán los climas son de tiPO cálido subhúmedo En casi toda la región su reste de Mex ico el régimen de lluvias es de verano , excepto en algunas lonas de la Llanura Costera del Golfo donde hay lluvias todo el año

4.2. Chiapas y Tabasco

En la región Que comprende los estados de Chiapas y Tabasco aflora una amplia secuencia del Mes070ico y Cenozoico. constitu ida principalmente por rocas sed i­mentarias marinas Que se encuentran plega­das y afalladas. Esta secuen Cia descansa so­bre un basamento cristalino del Precambrico y PaleozoIco que aflora al suroeste de la misma región. en donde las rocas Cristalinas de estas Eras forman un complejO botalitico y metamórfico que constituye el núcleo de la Sierra de Soconusco.

Mullerried (1957) consideró Que ran parte de la Sierra de Soconusco se encontra­ba formada por rocas precámbricas jgneas y metamórficas. sin embargo la mayor pane de las edades rad iomE!tricas obtenidas de muestras de rocas intrusivas revelan una edad paleozoica para los principales eventos de intrusión ígnea. Castro y colaboradores (1975) reportan una edad de 242 ± 9 millo­nes de años para una diorita (análisis de bio· t ita por el método k/ Ar) qu e forma parte del complejo balol (tico de la Sierra de So­conusco y Que fue descubierta en la base de una secc ión localizada en el I imite de los estados de Oaxaca y Chiapas.

Damon y colaboradores (1981) reportan

dalaS de diecislelt~ muestr s de ocho ár cas del compleJu batolíti o de Chiapas que fUB­

(an es udiadas por los ITlPIodos k. Ar y RlJ-Sr Después de analizar d iel muestras del como pieJO, dichos u l or ~s r onOCleron una isocrona con edad aparente de 256 :t 1 O mi llones de años, lo cua l Indica que es tas rocas intrusivas s' originaron de un mismo rregma perm ica. Isotópicamente homogéneo derrvado tal vez del n1¡jnto [!:ita au tores mencionan datos no publicados r specto a la pane este d la S,p.rra Madre de: Sur. de Chiapas, Que Ind ican actividad p lu tón ica del Carbonífero en esta area ademas. ronsl ­dera n que el emplazalnlentO del batollto de

Ch laras purto haber estado asoc lildo ul lerre del océano Proto-Atlantlco d(~ flnilles e1el Paleo7o lco. en el [lempo d . la 11,, '1\<tdd Or o­gl:nia /\palachlana . Carfantan (1977) op ina que el emp la7amí . ntO balollllCo dp.be haber ocurrido Pn fa as apa lachlana de deforma­ció n. y conSidera Que las rocas metamórricas, a fpetadas Dor esta Intr"-Ión rleben haben¡f! or I!-J lOad o Jl Id C1$8 IJrenv" 1 la [la lkl Prr:cárn brlC·o. eje acuerdo con los clatos ra lometrl· cos dp. muestras de un onf'IS en Chiar>as. aS I como d . las difr.r.·nt 's fT1Ueslras del comp l ,­lO basal ele Oaxac. con el ¡¡Uf! han sido co rr e­laCionadas estas rocas (Df> Cserna. 1967. 1971 )

PLANO QUE MUESTRA LAS AREAS PRODUCTIVAS y POZOS PETROLEROS DEL SURESTE DE MEXICO

Figura 4.1

S.e r,a Mad. e riel S~t

Cuenca ce Vel ~ c, ul

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Areas PHx1uC11vas ti,.,1 Cr~fa~'to SUoetlOl

Area. p'Ddu I"~' 'Jf'1 JVI.'IS .(t) Su¡. t:.e l SlJP

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(Vin iegra , 1981 PEMEX)

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En el extremo sureste de la Sierra de So­conusco aflora una secuencia sedimentaria del Paleozoico Superior que ha ~ido recono­cida en el área de Chicomuselo (Hernández­Garc=la. 1973). Y que se extiende hasta Gua­temala. La base de esta secuencia está in­tegrada por la FormaCión Santa Rosa QUO

cuenta con un miembro inferior constituido de una secuencia de pizarras con algunas intercalaciones de metacuarcita; el miembro superior está formado por pizarras. areniscas y algunas capas de caliza fosilrfera. La foro mación se encuentra parcialmente metarnor­fizada y le han asignado una edad que corres­ponde al intervalo Misislpico-Pcnsilvánico , con base en la fauna fósil que reporta Her· nández Garc(a (1973).

Una secuenda de lutitas y calizas de la Formación Grupera Que contiene fusulíni ­dos del Pérmico Infwior descansa en discor­dancia sobre la Formación Santa Rosa (Gu­tiérraz. '956). A esta formación sobreyace la Caliza Vainilla que contiene crinoides. bnlquiopodos y diversas espe<::ies de fusulí­nidos. la cual cubre en discordancia la For­mación Paso Hondo. que está compuesta por calizas masivas con fusul(nidos del Pér­mico Medio y la base del Pérmico Superior (Guttérraz. 19561. En gran parte del borde nororiental-de la Sierra de Soconusco aflora una importante secuencia continental for­mada de areniscas, conglomerado. limolita y lutita de colO( rojo. cuyos afloramientos alcanzan la zona del istmo de Tehuantepec y aun el borde oriente del sector sur de la Sierra Madre Oriental. Esta secuencia ha sido denominada como Formación Todos Santos. y constituye la base del paQuete mesozoioo Que aflora principalmente en Chiapas. La mayor parte de los autores le han asignado a esta formación un intervalo estratigráfico que \lar(a del Triásico al Jurli· sico (Mullerried. 1957 ; Gutiérrez, 1956; Castro. at. al .• 1975; López Ramos, 1979).

En la parte central de Chiapas. sobre If Formación Todos Santos. descansa una se­cuencia sedimentaria marina del Jurásicc Superior que estf:l formada por calizas dE facies someras con algunas intercalacione de sedimentos continentales. Los sedimen tos del Titoniano registran ambientes d. pfataforma abierta con fauna pelágica. sobn todo en la zona donde convergen los estada de Chiapas, Oaxaca y Veracruz, en tante Que al sureste de Chiapas las facies se vuel· ven más arenosas (Castro st. al .• 1975).

Viniegra (19711 ha interpretado la ex js..

tenda, durante el Oxfordiano. de una cuen­ca salina que ocupaba gran parte de la actual SierT8 de Chiapas, la Llanura Costera del Golfo Sur y la Plataforma Continental de Tabasco ( ver Fig. 4. 2 ). Estos depósitos salinos jugaron un papel muy importante en la deformación de la secuencia mesozoÍCII posterior y en el desarrollo de trampas petro­leras. Actualmente estos cuerpos de SIl forman dos grandes levantamientos a los Que Viniegra n981) denomin6 Domo de Cam­peche y Domo de Jalpa (ver Fig. 4.2). En las zonas petroleras de Tabasco y Campeche, PEMEX ha perforado secuencias del Juréisj.. 00 Superior. prbcipalmente con facies de plataforma. de las que ha obtenido produc­ción petrolera.

LA GRAN CUENCA SALINA DE CAMPECHE DURANTE EL CALOVIANO OXFORDIANO

Figura 4. 2

1 M.,.lo ~ San .. Ana 2 Mac.zo ~ TuJtUo 3 Mat.10 de Ch.ep ....

A " Knolls" de S'9lbee 8 Domo JaI,nD di! Cem~ch~

C Domo • .0'1110 de Jalpa D Domo .... ,no de Nanch,.al E Cuenca salo 'la de Ch.ao ...

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~ Rocas Me •• Pale%,eas

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(Viniegra. 1981. PEMEX) lecho. '0,01 de la Formac,ón Todos S."IOS

Afloramiento de areniscas conglomeráticas de la Formaci6n Todos Santos (Triásico-Jurásico) ubicado al sur de Independencia, Chiapas. Foto: Juan Alvaro IruretagQyena SPP

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Sobre los sedimentos del Jurásico Supe­fior descansa una secuenc6a del Neocomleno Que '8'le~ la ex istencia de depósitos marg'" Mies y continentales en el noroeste de Chia­pes y este de Veracruz.

En /a pen(nsula de Yucatén y gran perte del estado de Chiapas se instaura un gran banco calClireo debido a la 'transgresión ma· rina de inicios del Cretáclco. lo que da como rasu.tado la sedimentación de carbonatos y anhidritas en estas regiones. 8$( como el de-­$1"0110 de depósitos de talud en una franja Que bordaebe al gran banco calcáreo (Vinie­gra, 1981). Esta franja se puede localizar en el subsuelo de la mitad este def estado de Tabasco, yen porciones del noreste de Chia­pas Y la plataforma marina de Campeche, en donde esta clase de sedimentos son importan· tes productores de hidrocarburos (ver Fig. 4.3).

En el árae de Cintalepe la secuencia neo­comiaM ha sido denominada Formación San Ricardo (R ichards. 1963), Y está com­puesta de lutitas. areniscas rojas, intercalado-

nes de caliza, dolom(a y algunos horizon­tes de yeso. El intervalo Barremiano-Aptiano parece estar ausente en las inmediaciones de la Sierra de Soconusco ya que no han sido ident ificadas las rocas de estas edades, lo cual causa una discordancia entre las unida· des inferiores del Neocomiano y la secuen· cia del Albiano-Cenomaniano. Según Castro et al. (1975). esta discordancia se acentúa hacia el oeste con la desaparición de las uni­dades correspondientes al CretácicC1 Inferior y Jurásico Superior . debido a una probable etapa de erosión desarrollada al finalizar el Aptiano,

Al intervalo Albiano-Cenomanleno c<> rresponden los depósítos de caliza que afl<> ran ampl iamente en la banda central del estado de Chi8pas. y r~elan ambientes de banco en aguas someras (Flg. 4. 5) En estas edades los mares transgredieron nume­rosas dreas erosionadas durante el Barremi&­no-Aptiano y alcanzaron a cubrir las rocas cristslínas de la Sierra de Soconu5CO. Estas secuencias del Cretácico Inferior que afloran ampliamente en Chiapas se pierden debajo de los depósitos terciarios en el área de T~

PLANO DE DISTRIBUCION DE FACIES DEL SURESTE DE MEXICO PARA EL JURASICO TARDIO

Figura 4.3

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lECHOS ROJOS

PREDOMINANTE MARINO

BOlDE DE lA SAL

AREA EMERGIOA (Viniegra. 1981, PEMEX)

buco Y Campeche, en donde han skio reco­nocldol en perforaciones petroler de los que 3fJ ha obtenido producción. En el subsu. lo de astaS dltlmas regiones 1as secuenclet reportad~ por Patróleoa Mexicanos revelan faclea de talud que hablan de la persistencia del patrón sedimentol6gico del Neocomiano­Aptiano y de la existencia continuada del Gran Banco Calcáreo Yucateco para Albia· no-Cenomaniano.

En la parte central de Chiapas afloran cuantiosos sedimentos calcáreos del eretá­cico Superior. que muestran facies de banco con calizas periarrecifales y fragmentos de rudistas (Castro et al .. op, cit.). En el área de Reforma fueron expuestas y erosionadas les orillas del Gran Banco Calcár80 durante el Cretácico Superior, por lo que en algunos pozos de Petróleos Mex icanos de esta drea se encontró Slbreyaciendo el Paleoceno sobre 101 sedimentos del Albiano-Cenom&­niano (Viniegra, 1981). En los pozos mar ... nos no SE' ha pod ido reconocer la ex istencia delCretácicoSuperlordebido a la dolomitiza­ción que ha afectado la secuencia mesozoica en esta porción de la plataforma marina (Viniegra, op. cit,).

Durante el Terciario se inicia, en gran perte de Chiapas Y Tabasco, la sedimenta­ción terrígena marina, la cual es producto del levantamiento de la porción occidental de México y el plegamiento de la Sierra Ma­dre Oriental, en tanto que en la pen{nsula de Yucatdn continuaba el depósito de carbo­natos con la emersión paulatina de su parte central. En ~ subsu8to de la LlanJJra Costera del Golfo 58 desarrollaron dos cuencas ter­ciarias (Comalcalco y Macuspana) separadas por un atto, formado por el "Horst de Vill~ hermosa". a resultas del fallamiento normal de la nariz del anticlioorio de Chiapas. Este anticlioorio está seccioredo por falla normal al pie de la sierra, lo Que ha ocasionado su hundimiento en la Llanura Costera del Golto.

4.3. Pen(nsula de YucatAn

En la mayor parte de la pen(nsula de Yu­catán aflora una secuencia cenozoica, prin­cipalmente calcárea, que no presenta defor­maciones significativas y estli formada por capas que conservan una actitud horizontal.

Tanto la secuencia cre1ácica Que se en­cuentra en el subsuelo, como la secuencia cenozo ica, no presentan mayores perturba­

.ciones estructurales ya que sobreyacen a una masa cristalina que ha permanecido estable desde el Paleoxoico.

La secuencia cret:.icica reconocida en las perloraciones de Petróleos Mex icanos está constituida principalmente por anhtdritas, calizas, dolom(as e intercalaciones de bento. nitas y algunos materiales píroclástico$, sobre todo hacia la base Que se encuentra formada por las Eva por itas Yucatán (Lópaz Ramo$. 1979). Todos los sedimentos del CretJtcico que se han encontrado en las perforaciones de PEMEX pertenecen a la parte medie y superior de este período,

Durante la segunda mitad del Cndcico y gntn parte del Cenozoico, ~ pen(nSula de Yucatán y su plataforma marina constituy&

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Expresión morfológica de la Caliza Sierra Madre (A lbiano-Cenomanlano) sobre la Formación San Ricardo (Neocomlanol. al oes te de Ocolocuautla, Chiapas.

Foto ' Juan A . Iruretagoyena Spp

Afloramiento de una secuencia de calizas V lutitas del Cretácico

Superior al sureste de Comitán. Foto : Juan A . Iruretagoyena SPP 80

ro n un banco ' Icár en su forma de alto fondo marino . Que e endia hasta Chiapas y el sur de VeracrUl . con el desarro llo de un borde Que ha sido el princIpal ObjetIVO petro­lero en Tabasco y la plataforma marina de Campeche.

Debajo de esta secuencia cretácica se cortaron, en los pozos Yucatán No. 1 V 4, limolitas y arenIscas con algunas intercala­ciones de arenas y gravas de cuarzo. as( co­mo d bentonita verde y caliza dolomltica Que Lópel Ramos considera en principio como perteneciente al Intervalo Jurásico-Cre­tácico.

Estas capas ralas descansan sobre un basamento cristalino que fue alcanzado por el pozo Yucatán No. 1. a 3 200 m de pro­fundidad (López Aamos. op. cit.). De una muestra de pórfido rlol(tico obtenida de este pozo se obtuvo una edad Rb-Sr de 410 millones e años (Silúrico). Este pórfido se encuentra al parecer Intrusionado en un esQUisto de cuarzo y clorita (López Ramos, OO. cit.'. En el pozo Yucatán No . 4 se cor­taron 8 metros de cuarcita ligeramen1e meta­morf izada que subyace a los lechos rojos del Triásico-Jurásico (L6pez Ramos, op. cit.).

Los depósitos cenozoicos de la pen(nsula de Yucatán están representados principal­mente por secuencias calcáraas y dolom(ticas con intercalaciones de SIIaporitas. Buttarlin y Bonet (1963) han reconocido una colum­na Que var (a desde el Paleoceno hasta el Cuaternario. Esta columna inc luye, en orden ascendente. las formaciones Chichén Itzá e lcaictle del Paleoceno-Eoceno. las forma­ciones Bacalar. Est8f'o Franco y Carrillo Puerto del M !OCena Superior. Plioceno y las calizas con molu os del Pleistoceno-Holo­ceno. El Oligoceno no ha sido reconocido en superficie. pero fue cortado en las perfora­ciones exploratorias de los poros Chicxulub No. 1 y Cacapuc No. 1 (Butterl in y Bonet, 1963), La distribución en superficie de las I/nidades del Cenozoico muestra claramente una retirada gradual de los mares hacia la I rnea de costa actual y es s610 en el Eoceno OJando los mares transgreden y cubren casi por completo la pen(nsula de Yuc:atán (But­terlín y Bonet op. cit.).

4.4. Resumen tectónico

Las rocas metamórficas que afloran en la Sierra de Soconusco han sido relacionadas con un SIIento metamórfico contemporáneo de la fase grenvilliana dedeformaci6n , Ia cual es bien conocida en el este de Estados Unidos (Carfantan, 19771. y Que también ha sido correlacionada con los eventos metam6rf'" cos Que orig inaron el Complejo OaxaquMo (Fnes P lal. , 1962J.

Posteriormente a estos eventos se instau­ró un geosinclinal en la porción septentrional de América Central. con una orientación general este-oeste, y limitado hacia el norte 'QOr una masa cratOnica ubicada en la actual posición de la pen(nsula de Yucatán y el 'Banco de Campeche (Dengo, 1968). Los sed imentos depositados en este geosinclinal durante el Paleozoico Inferior y Medio fueron deformados e intrusionados en un

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PLANO DE DISTRIBUCION DE FACIES DEL SURESTE DE MEXICO PARA EL NEOCOMIANO-APTIANO

GOLFO

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Sedimentos de aguas ¡;rolundas

CarlJonatos. evaporlras

Boroe de plalalo~ma (banco)

Borde ex terno de la zona de tal ud de dolomitas

Cen:¡3no a COS la

VOlcánicas y cercano a costa

Area emergida

probable episodio de deformación Que se desarrolló en el Devónico (Eardley, 1954, Dengo. 19681.

La siguiente fase de deformación . ocurri­da a finales del Paleozoico. afectó las secuen­cias sedimentarias del Misisípico-Pensílvánico del sureste de Chiapas y originó la principal actividad plutónica en la actual Sierra de Soconusco, fenómeno que fue seguido por un prolongado intervalo de historia continen­tal durante el cual probablemente se deposi­taron las capas inferiores de la Formación T odos Santos. Damon y colaboradores rela­cionan el emplazamiento del batolito de la Sierra de Soconusco con el cierre del oceáno Proto-Atlantico y la unión de Sudamérica y Africa con Norteamérica, fenómeno Que

culminó durante la Orogenia Apalachiana de finales del Paleozoico. Durante el Jurásico Superior ocurrió una transgresión Que dio lugar a la sedimentación marina, sobre todo en las localidades cercanas al litoral del gol­fo en Tabasco y Veracruz . En la Sierra Madre Oriental y otras regiones del este de Méx ico ha sido relacionada esta transgresion jurásica con la apertura del ex tremo occidental del mar de Tethys ITordy. 1975. Campos y Ra­mlrez, 1979) durante la disgregación de la Pangea.

En el Cretácico se generaliza la sedimen­tación marina Que en gran parte del estado de Chiapas está constituida por los sedimen­tos de plataforma de la caliza Sierra Madre. La zona de la peninsula de Yucatán perma-

Figura 4.4

HONDURAS

o 200 km

(Viniegra . 1981 , PEMEX)

neció como área estable, pero sumergida y con una sooimentación de a9J8s someras. conformando un gran banco calcáreo Que se extendía hasta Chiapas y sur de Veracruz . Viniegra presupone (1981) Que el banco cal­cáreo yucateco basculó durante su evolución hacia el suroeste, esla interpretación la sus­tenta el hecho de Que en las perforaciones de Petróleos Mexicanos el basamento fue encontrado en profundidades Que aumentan de oriente a poniente hasta la plataforma marina de Campeche. en donde alcanza pro­fundidades superiores 8 6 500 m y el espesor de las secuencias mesozoica y terciaria es aún mayor. Dengo (1968) reconoce una deformación parcial de la secuencia m eso­zoica en la postrimería del Albiano, que fue acompañada por intrusiones !J'anfticas Que

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